超高層建築具有體量大、功能多、結構形式復雜的特點,對設計精細化程度要求很高。BIM技術在超高層建築結構設計中的應用,使整個項目更加系統化,提高了數據處理的效率和準確性,從而有效節約智慧城市的建設成本。
2超高層建築結構設計中2BIM的重要性
2.1推動建築設計創新。隨著計算機技術和智慧城市的發展,高層建築的結構設計已經從平面角度轉變為空間角度。BIM技術的應用改變了設計師和建築商的思維。超高層建築設計時,不僅要考慮時間和空間因素,還要科學合理地調整建築外部空間和內部空間的計算機設計。BIM技術具有三維數據邏輯,可以有效幫助設計企業正確指示設計內涵,通過模型的構建直接獲得設計產品的可計算屬性。BIM技術模型的直觀表達,可以提高工作人員的工作效率,減少審圖人員的審圖時間[1]。2.2思維方式的轉變。建築師結合BIM技術創新設計架構,需要在二維設計和三維設計應用的基礎上,改變建築師和企業的思維。BIM技術強調建築的回歸,可以有效提高建築設計師探索建築形態、空間和時間的可行性,以及各種信息和數據數字化的實用性。2.3優化建築設計的整體結構。在工程建設中運用BIM技術,可以有效提高施工質量水平,準確傳遞數字信息。在BIM技術的應用過程中,工作人員可以根據BIM三維模型和造價維度的信息動態實施監控,並可以隨時獲取工作信息,實現階段之間的造價對比,從而實現精準管理[2]。
3BIM系統在超高層建築結構設計中的應用
3.1BIM模型及相應流程建立。在建築施工過程中,應制定科學合理的BIM工作流程,以保證工作的順利開展。壹般情況下,建築設計與施工的有效配合,建立溝通平臺,可以解決超高層建築管理中的問題。BIM 3D技術的施工模型如圖1所示。對高層建築施工中的結構和裝修進行了深入設計,並進壹步優化了工程綜合圖。在施工過程中,結合工程施工的設計圖紙,將施工過程的各個部分進行疊加整合,實現三維可視化。另外,在高層建築的施工過程中,要註意跨學科的問題。BIM測試系統在測試後會得到相應的測試報告,方便工作人員對相關問題進行分析和改進,避免因施工失誤造成返工。可見BIM技術大大提高了建築施工的進度,節約了成本[3]。
3.2提高設計和建築構件的合理性。在高層建築建設過程中,應結合BIM技術提高建築工程質量。同時應用BIM技術對建築設計進行模擬和評判,進行統壹管理,處理施工中遇到的問題。加強BIM技術在建築構件中的應用,精確測量構件尺寸和定位,完善建築結構整體框架,重視各專業深化設計。
3.3通過綜合圖可視化施工。高層建築的現場施工需要大量的信息和結構圖紙,因此BIM技術的建模非常重要。要將各專業可視化,就需要利用BIM技術建立三維模型,使實際施工情況和虛擬施工情況更加吻合,從而提高建築施工質量。在施工階段,工作人員在采購和安裝建設項目的相關設備和建築構件時,應做好相關記錄,確保信息的完整性和有效性,為正常施工提供參考。在選擇施工方案時,可以利用三維模型對施工方案進行改進和修改,盡可能保證施工質量和安全。此外,BIM模型的可視化可以對高層建築施工現場進行科學管理,實現統壹規劃。
3.4檢查設計的合理性,模擬施工進度。超高層建築主要靠BIM系統人工幹預。為了具有良好的仿真特性,應融合人力的專業經驗,在初驗過程中優化施工圖設計,及時發現設計圖紙中存在的問題,並有效解決,做好相關記錄。後續施工應結合施工設計圖紙進行,不可盲目施工,避免返工。壹般來說,可以通過三維建築模型展示各個施工專業,導入Navisworks軟件,然後模擬各個工序的施工進度,保證各個施工進度的合理性和協調性。
3.5提高建築結構的設計質量。在傳統的結構設計工作中,設計人員主要使用CAD進行設計和繪圖,但這種方法無法為用戶提供準確詳細的信息。在建築結構設計的初始階段使用BIM技術,可以展示建築結構模式,使用戶準確認識和理解建築結構。建築施工的大部分結構設計工作都可以通過BIM技術來完成,它不僅可以展示建築的動態結構,還可以更直觀地展示建築結構的參數,為設計單位提供首選方案。我國建築工程主要采用鋼結構。在鋼結構建模過程中,工作人員要處理好結構的連接,加強布局。鋼結構涉及多種連接形式,主要有梁柱連接和梁柱連接。在鋼結構設計中,通常需要根據梁的實際高度對各個連接件進行設計和參數化。在施工過程中,BIM技術可以起到參數共享的作用,從而有效控制螺絲的數量和間距。設計者只需調整系統中的參數就可以形成新的連接部件。設計師需要繪制鋼筋和連接件的詳圖,以提高這兩部分的設計質量,而建築商則需要參考相應的位置設計,根據實際情況確定鋼筋和連接件的位置,從而保證鋼結構的設計質量。
3.6合同管理的相關應用。BIM技術在建築工程招投標中具有很大的優勢。在這個過程中,要提取準確的工程量,在施工中設計有針對性的施工組織方案,做到準確投標。在選擇分包商和合同管理中采用BIM技術,並將合同信息輸入BIM。當施工過程中出現變化時,相關人員應及時調整工程價格。
總之,隨著智慧城市的建設和超高層建築的快速發展,我們應該研究BIM技術在超高層建築結構設計中的應用,重視BIM模型和相應流程的建立,提高設計和建築構件的合理性,通過綜合圖實現可視化施工,進而對超高層建築施工現場進行相應的規劃和科學管理,促進建築行業的發展。
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